JPH10294526A - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device manufacturing method and semiconductor deviceInfo
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- JPH10294526A JPH10294526A JP9999397A JP9999397A JPH10294526A JP H10294526 A JPH10294526 A JP H10294526A JP 9999397 A JP9999397 A JP 9999397A JP 9999397 A JP9999397 A JP 9999397A JP H10294526 A JPH10294526 A JP H10294526A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、III−V 族化合物
半導体よりなる半導体素子の製造方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device comprising a III-V compound semiconductor.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体レーザをはじめとする光半導体素
子は光通信技術の発展を支えるものである。こうした半
導体素子では、消費電力低減などの性能向上のために、
機能部をメサストライプ状に加工してその周りを半導体
またはポリイミドなどの樹脂で埋込んで電流狭窄を行う
構造が主流である。埋込みにはメサストライプ部と格子
定数の近い半導体を用いる方法が一般的である。例えば
図2は、半導体基板10上の活性層20及びクラッド層
30を加工したメサストライプ部を半導体層50で埋込
んだ構造の断面図である。半導体層50は例えば、高抵
抗の半絶縁性半導体とすれば簡便に作製できる。2. Description of the Related Art Optical semiconductor devices such as semiconductor lasers support the development of optical communication technology. In such semiconductor devices, to improve performance such as power consumption reduction,
The mainstream structure is such that the functional portion is processed into a mesa stripe shape and the periphery thereof is buried with a resin such as a semiconductor or polyimide to perform current confinement. For embedding, a method using a semiconductor having a lattice constant close to that of the mesa stripe portion is generally used. For example, FIG. 2 is a cross-sectional view of a structure in which a mesa stripe portion obtained by processing the active layer 20 and the clad layer 30 on the semiconductor substrate 10 is embedded in the semiconductor layer 50. The semiconductor layer 50 can be easily manufactured by using a high-resistance semi-insulating semiconductor, for example.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな半導体による埋込みにおいては、以下の問題が生じ
る。例えば、半導体層50を半絶縁性半導体とするため
には、半導体層50にはFe(鉄)やTi(チタン)等
の元素をドーピングする。図2に示すように、半導体層
50は半導体基板10やクラッド層30と接している
が、基板10やクラッド層30は通常、p型やn型の半
導体層である。導電型は活性層20を境に異なってお
り、基板10がp型であればクラッド層30はn型、基
板10がn型であればクラッド層30はp型である。こ
こで、p型のドーパントにはZn(亜鉛)が主に用いられ
るが、このZnは半導体中を拡散しやすいという難点が
ある。このため、半導体層50のp型の半導体と接して
いる部分にZnが拡散して、半導体層50の抵抗率が下
がり、電流狭窄効果が低下するという問題が発生する。
この問題は特に半導体層50にFeがドーピングされて
いる時に顕著であり、Znが半導体層50中に拡散する
と同時にFeがp型半導体層中に拡散する、いわゆる相
互拡散が起こる。However, embedding with such a semiconductor causes the following problems. For example, to make the semiconductor layer 50 a semi-insulating semiconductor, the semiconductor layer 50 is doped with an element such as Fe (iron) or Ti (titanium). As shown in FIG. 2, the semiconductor layer 50 is in contact with the semiconductor substrate 10 and the cladding layer 30, and the substrate 10 and the cladding layer 30 are usually p-type or n-type semiconductor layers. The conductivity type differs between the active layers 20. When the substrate 10 is p-type, the cladding layer 30 is n-type, and when the substrate 10 is n-type, the cladding layer 30 is p-type. Here, Zn (zinc) is mainly used as the p-type dopant, but this Zn has a drawback that it is easily diffused in a semiconductor. For this reason, Zn diffuses into a portion of the semiconductor layer 50 that is in contact with the p-type semiconductor, causing a problem that the resistivity of the semiconductor layer 50 is reduced and the current confinement effect is reduced.
This problem is particularly remarkable when the semiconductor layer 50 is doped with Fe, and so-called interdiffusion occurs in which Zn diffuses into the semiconductor layer 50 and Fe simultaneously diffuses into the p-type semiconductor layer.
【0004】本発明は、このZnとFeの相互拡散に代
表される、メサストライプ部を埋込む際のドーパントの
拡散による電流狭窄効果の低下等を防ぐために、拡散抑
止層を簡便に作製する方法を提供することを目的とす
る。The present invention provides a method for simply forming a diffusion suppressing layer in order to prevent the current confinement effect from being reduced due to the diffusion of a dopant at the time of embedding a mesa stripe, such as the interdiffusion of Zn and Fe. The purpose is to provide.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、メサストライプ部を半導体埋込
層で埋込む際、その直前にメサストライプ部表面をV族
原料ガス雰囲気中に晒すことにより、メサストライプ部
表面に拡散抑止層を形成した。In order to achieve the above object, according to the present invention, when a mesa stripe portion is buried with a semiconductor burying layer, the surface of the mesa stripe portion is immediately placed in a V-group source gas atmosphere immediately before the embedding. By exposure, a diffusion suppressing layer was formed on the surface of the mesa stripe portion.
【0006】即ち、本発明による半導体装置の製造方法
は、基板を準備する工程と、基板上にIII−V 族化合物
半導体材料を結晶成長させて半導体基体を形成する工程
と、半導体基体の表面に段差を形成する工程と、半導体
基体をV族元素を主成分とするガス雰囲気中に配置して
半導体基体の表面にガス中に含まれるV族元素が浸透し
た領域を形成する工程と、半導体基体の表面にIII−V
族化合物半導体よりなる半導体層を結晶成長させる工程
とを含むことに特徴を有する。基板として、n型の導電
性または、p型の導電性を有する半導体基板のいずれも
利用できる。半導体基板として、例えばInP基板を用
いるとよい。ガスに含まれるV族元素としては、As
(砒素)またはP(リン)が望ましい。半導体層として
は、Fe(鉄)がドーピングされた高抵抗のInP層を用
いるとよい。That is, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of preparing a substrate, forming a semiconductor substrate by growing a group III-V compound semiconductor material on the substrate, and forming a semiconductor substrate on the surface of the semiconductor substrate. A step of forming a step, a step of disposing the semiconductor substrate in a gas atmosphere containing a group V element as a main component, and forming a region where the group V element contained in the gas permeates the surface of the semiconductor substrate; III-V on the surface of
Crystal growing a semiconductor layer made of a group III compound semiconductor. As the substrate, either a semiconductor substrate having n-type conductivity or p-type conductivity can be used. For example, an InP substrate may be used as the semiconductor substrate. As group V elements contained in the gas, As
(Arsenic) or P (phosphorus) is desirable. As the semiconductor layer, a high-resistance InP layer doped with Fe (iron) is preferably used.
【0007】更に、本発明の半導体装置の製造方法にお
いて、半導体基体の表面にガスから供給されるV族元素
が浸透した領域を形成する工程と半導体基体の表面に半
導体層を結晶成長させる工程を、一つの成長装置内で引
き続いて行ってもよい。このとき、半導体基体の表面に
ガスから供給されるV族元素が浸透した領域を形成する
工程は、半導体基体を半導体層を結晶成長させる温度付
近の温度に加熱しながら当該ガス雰囲気中に配置しても
よい。Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the step of forming a region into which the group V element supplied from the gas has penetrated into the surface of the semiconductor substrate and the step of crystal-growing a semiconductor layer on the surface of the semiconductor substrate are described. May be performed successively in one growth apparatus. At this time, the step of forming a region in which the group V element supplied from the gas has penetrated the surface of the semiconductor substrate includes disposing the semiconductor substrate in a gas atmosphere while heating the semiconductor substrate to a temperature near a temperature at which the semiconductor layer grows. You may.
【0008】以上の製造方法により半導体レーザ素子や
光集積化素子を作製することにより、いずれの素子にお
いても従来以上の素子性能が実現された。By manufacturing a semiconductor laser device or an optical integrated device by the above-described manufacturing method, the performance of any device can be improved as compared with the conventional device.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】図1の本発明によれば、n型In
P基板1の上にアンドープ活性層2及びZnドープのp
−InPクラッド層3を成長した後、これをメサストラ
イプ状に加工する。これに、有機金属気相成長(MOV
PE)法によりFeドープ半絶縁性InP層5を成長し
てメサ側面を埋込むが、その直前にメサストライプ表面
を600℃程度の高温中でAsH3 を含むガスに晒す。
この工程は、メサストライプ状に加工した基板をMOV
PE炉内に配置し、温度をFeドープInPの成長温度
である600℃程度に昇温する工程において、メサスト
ライプをAsH3 ガスを含むガスに晒せば良い。AsH
3 ガスを遮断した後に引き続いてFeドープInP層5
の成長を行うことができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the present invention shown in FIG.
An undoped active layer 2 and Zn-doped p
After growing the InP cladding layer 3, this is processed into a mesa stripe shape. In addition, metal organic chemical vapor deposition (MOV)
A mesa side surface is exposed to a gas containing AsH 3 at a high temperature of about 600 ° C. immediately before the Fe-doped semi-insulating InP layer 5 is grown by the PE method to bury the mesa side surface.
In this step, the substrate processed into a mesa stripe is MOV
In the step of disposing the mesa stripe in a PE furnace and raising the temperature to about 600 ° C., which is the growth temperature of Fe-doped InP, the mesa stripe may be exposed to a gas containing AsH 3 gas. AsH
3 After shutting off the gas, the Fe-doped InP layer 5
Can grow.
【0010】このように600℃程度の高温中でAsH
3 を含むガスに晒すことにより、メサストライプ表面に
Asが浸透する。Asは、Pと置き換わる他に、InP
の結晶格子(以下、格子と記す)の隙間に入る。こうし
て格子間の隙間を塞ぐことにより、格子間に存在してい
るドーパントの拡散を抑制することができる。[0010] Thus, AsH at a high temperature of about 600 ° C.
Exposure to a gas containing 3 allows As to permeate the surface of the mesa stripe. As is replaced by P, InP
In the crystal lattice (hereinafter referred to as lattice). By closing the gaps between the lattices, diffusion of the dopant existing between the lattices can be suppressed.
【0011】Znはドーピングされると通常、格子間の
隙間に入っている。従って、AsH3を含むガスに晒した
後にFeドープInP層5を成長した場合、Znドープ
InPクラッド層3からのInP層5へのZn拡散及びI
nP層5からのクラッド層3へのFe拡散が、クラッド
層3の露出表面に形成されたAs浸透領域6により抑制
される。基板1がZnドープのp型でクラッド層3がn
型である場合も同様の効果が得られる。即ち、基板1の
露出した表面にAs浸透領域6が形成されることから、
基板1からのInP層5へのZn拡散が抑制される。A
sの代わりにPを浸透させてもよい。Pはクラッド層3
の構成元素であるが、過剰に浸透させることにより格子
間の隙間に入る。[0011] When doped with Zn, it usually enters gaps between lattices. Therefore, when the Fe-doped InP layer 5 is grown after being exposed to a gas containing AsH 3 ,
Zn diffusion from InP cladding layer 3 to InP layer 5 and I
Fe diffusion from the nP layer 5 to the cladding layer 3 is suppressed by the As permeation region 6 formed on the exposed surface of the cladding layer 3. Substrate 1 is Zn-doped p-type and cladding layer 3 is n-type
The same effect can be obtained in the case of a mold. That is, since the As-penetrated region 6 is formed on the exposed surface of the substrate 1,
Zn diffusion from the substrate 1 to the InP layer 5 is suppressed. A
P may be permeated instead of s. P is the cladding layer 3
Element, but enters into the interstitial space by excessive penetration.
【0012】浸透させる元素は、浸透させる半導体の導
電性に影響しない元素であることが好ましく、従って例
えばSiは不向きであるが、Ti(チタン)やGa(ガ
リウム)は効果がある。しかしながら、これらの元素を
格子間に浸透させるにはイオン注入等の技術を用いる必
要がある。これに対し、V族元素であるAs及びPは、
結晶成長に用いる原料ガスを用いて簡便に浸透させられ
ることから、メサ側面の埋込み成長を行う際に成長炉内
で成長直前に浸透させることができる。The element to be penetrated is preferably an element which does not affect the conductivity of the semiconductor to be penetrated. Therefore, for example, Si is not suitable, but Ti (titanium) and Ga (gallium) are effective. However, it is necessary to use a technique such as ion implantation to infiltrate these elements between lattices. In contrast, the group V elements As and P are:
Since it can be easily penetrated using the source gas used for crystal growth, it can be penetrated immediately before the growth in the growth furnace when the buried growth of the mesa side surface is performed.
【0013】このように簡便な方法で拡散抑止層を形成
することにより、図2に示すような拡散抑止層の無い従
来の構造と比較してドーパントの拡散を著しく減少さ
せ、このようなメサストライプ埋込み構造を利用して作
製したデバイスの特性を大幅に向上できる。By forming the diffusion suppressing layer by such a simple method, the diffusion of the dopant is significantly reduced as compared with the conventional structure having no diffusion suppressing layer as shown in FIG. The characteristics of a device manufactured using the buried structure can be greatly improved.
【0014】上述の説明から明らかな様に、本発明の本
質的な特徴は、上述の半導体基体と半導体層との接合界
面に沿う半導体基体にガス中に含まれる(ガスより供給
される)V族元素を含む領域を形成することである。半
導体基体は閃亜鉛鉱型またはウルツ鉱型といった結晶構
造を有するものが望ましく、その形態は複数の組成の異
なる半導体を積層させたものでもよい。また半導体基体
と半導体層の接合は半導体基体をメサ、即ち段差形状に
加工しなくてもよいのである。As is apparent from the above description, the essential feature of the present invention is that the semiconductor substrate along the bonding interface between the semiconductor substrate and the semiconductor layer contains V contained in the gas (supplied from the gas). Forming a region containing a group III element. The semiconductor substrate desirably has a crystal structure such as a zinc blende type or a wurtzite type, and may have a structure in which a plurality of semiconductors having different compositions are stacked. In addition, the semiconductor substrate and the semiconductor layer need not be processed into a mesa, that is, a stepped shape.
【0015】(実施例1)以下本発明の一実施例を図3
及び図4を用いてInP系半導体レーザ作製の場合につ
いて説明する。(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.
A case of manufacturing an InP-based semiconductor laser will be described with reference to FIGS.
【0016】n型InP基板11上にMOVPE法によ
り、n−InP層11a(厚さ0.3μm),アンドープ
多重量子井戸(MQW)活性層21、p−InP層31
(厚さ2.0μm),p+ −InGaAs層41(厚さ
0.2μm)を成長した(図3(a))。成長温度は全
て600℃、p型のドーパントはZnとした。MQW活
性層21は、InGaAs井戸層(厚さ60nm)5層
を、InGaAsP障壁層(厚さ100nm,発光波長
1.15μm)6層でサンドイッチしたものである。成
長後、表面全面にSiO2 ストライプ91(厚さ0.5
μm,幅1.5μm)を形成する(図3(b))。この
ストライプ91をマスクにして、成長層を深さ約3μm
までエッチングし、メサストライプ構造を作製する(図
4(a))。エッチング深さはMQW活性層21より深
くまでエッチングすることを目的に設定している。エッ
チングは平行平板型プラズマエッチング装置にて、メタ
ン,水素,酸素の混合ガスをRF出力100Wで励起し
て行った。An n-InP layer 11a (thickness: 0.3 μm), an undoped multiple quantum well (MQW) active layer 21, and a p-InP layer 31 are formed on the n-type InP substrate 11 by MOVPE.
(A thickness of 2.0 μm) and ap + -InGaAs layer 41 (a thickness of 0.2 μm) were grown (FIG. 3A). The growth temperatures were all 600 ° C., and the p-type dopant was Zn. The MQW active layer 21 is formed by sandwiching five InGaAs well layers (thickness: 60 nm) with six InGaAsP barrier layers (thickness: 100 nm, emission wavelength: 1.15 μm). After the growth, a SiO 2 stripe 91 (thickness 0.5) is formed on the entire surface.
.mu.m, width 1.5 .mu.m) (FIG. 3B). Using this stripe 91 as a mask, the growth layer is formed to a depth of about 3 μm.
To form a mesa stripe structure (FIG. 4A). The etching depth is set for the purpose of etching deeper than the MQW active layer 21. The etching was performed by exciting a mixed gas of methane, hydrogen and oxygen with an RF output of 100 W using a parallel plate type plasma etching apparatus.
【0017】その後、酸素プラズマによりドライエッチ
ング中に生成したポリマーを除去し、更にアセトンで洗
浄する。メサストライプの露出した表面を硫酸で極薄く
エッチングし、乾燥させてMOVPE炉内に搬入する。
炉内を70torr前後の減圧にし、水素及びPH3 ガスを
流しながら600℃迄昇温する。ここでPH3 ガスの供
給を一旦遮断し、代わりにAsH3(70%)+PH
3(30%)混合ガスを流し、3分間放置する。この後
混合ガスの供給を遮断してガスライン内をパージし、P
H3 ガスを先に導入した後、TMIn(トリメチルイン
ジウム),Fe(C5H5)2(フェロセン)及びCH3C
l(塩化メチル)を導入して、Feドープ半絶縁性In
P電流阻止層51(成長厚さ3.0μm)を成長した(図
4(b))。InPのような化合物半導体はSiO2 スト
ライプ91の表面には成長しないので、InP層51に
よりメサストライプの露出面が選択的に埋込まれる。但
し、SiO2 ストライプ91上にアモルファス又は多結
晶状の半導体が析出することがあるが、本実施例の如く
CH3Cl を微量添加することによりそのような析出が
抑えられ、また埋込み表面を平坦にすることができる。Thereafter, the polymer produced during the dry etching is removed by oxygen plasma, and the polymer is further washed with acetone. The exposed surface of the mesa stripe is etched very thinly with sulfuric acid, dried and carried into a MOVPE furnace.
The pressure inside the furnace is reduced to about 70 torr, and the temperature is raised to 600 ° C. while flowing hydrogen and PH 3 gas. Here, the supply of the PH 3 gas is temporarily stopped, and instead, AsH 3 (70%) + PH
3 Flow the mixed gas (30%) and leave for 3 minutes. Thereafter, the supply of the mixed gas is shut off and the gas line is purged.
After introducing H 3 gas first, TMIn (trimethylindium), Fe (C 5 H 5 ) 2 (ferrocene) and CH 3 C
1 (methyl chloride) to introduce Fe-doped semi-insulating In
A P current blocking layer 51 (growth thickness 3.0 μm) was grown (FIG. 4B). Since a compound semiconductor such as InP does not grow on the surface of the SiO 2 stripe 91, the exposed surface of the mesa stripe is selectively buried by the InP layer 51. However, an amorphous or polycrystalline semiconductor may be deposited on the SiO 2 stripe 91, but such deposition is suppressed by adding a small amount of CH 3 Cl as in this embodiment, and the buried surface is flattened. Can be
【0018】結晶成長終了後、SiO2 ストライプ91
をフッ酸希釈液で除去し、p+ −InGaAs層41上
にp型電極(不図示)を形成し、n型InP基板11を
研磨により薄くした後その裏面にn型電極(不図示)を
形成し、分割・劈開して発光波長約1.55μm の長波
長帯半導体レーザを作製した。After completion of the crystal growth, an SiO 2 stripe 91 is formed.
Is removed with a diluted solution of hydrofluoric acid, a p-type electrode (not shown) is formed on the p + -InGaAs layer 41, and the n-type InP substrate 11 is thinned by polishing, and an n-type electrode (not shown) is formed on the back surface thereof. It was formed, divided and cleaved to produce a long wavelength band semiconductor laser having an emission wavelength of about 1.55 μm.
【0019】本実施例によれば、メサ表面をAsを主成
分とする混合ガスに晒すことにより、図4(b)に示す
ようにメサ表面にAs浸透領域61が形成される。この
As浸透領域61は、FeドープInP層51を成長す
る際に、p−InP層31及びp+ −InGaAs層4
1中のZnとFeが相互拡散することを防ぐ。従って本
実施例では、相互拡散の低減に伴い、作製したレーザは
寄生容量や応答特性等の面で従来の方法で作製したレー
ザよりも改善された。According to this embodiment, by exposing the mesa surface to a mixed gas containing As as a main component, an As-penetrated region 61 is formed on the mesa surface as shown in FIG. When the Fe-doped InP layer 51 is grown, the As-penetrated region 61 serves as the p-InP layer 31 and the p + -InGaAs layer 4.
1 prevents Zn and Fe in 1 from interdiffusion. Therefore, in this embodiment, with the reduction of the mutual diffusion, the manufactured laser was improved in terms of parasitic capacitance, response characteristics, and the like, as compared with the laser manufactured by the conventional method.
【0020】本実施例は、n−InP層11上に半導体
レーザを作製した場合について示したが、デバイスの種
類はこれに限らず変調器等にも本発明の適用が可能であ
り、またGaAs基板上の短波長帯半導体レーザの作製
にも応用が可能である。メサ構造は、本実施例で示した
他に、液体を用いたウエットエッチングによって形成し
てもよい。また、Asの浸透方法は本実施例に限らず、
例えば600℃迄昇温する際にPH3 ガスの代わりにA
sH3 ガスを流して浸透させてもよい。或いは、混合ガ
スではなく、PH3 ガスのみを高濃度で供給することに
より、Pの浸透領域を形成して相互拡散を抑制してもよ
い。拡散抑制の対象とする元素は、ZnとFeの他、B
e(ベリリウム)やSe(セレン)等としてもよい。本
実施例の手法は、単体素子作製のみならず集積化素子の
作製にも応用が可能であり、また円形メサの埋込みにも
適用可能である。In this embodiment, the case where a semiconductor laser is manufactured on the n-InP layer 11 is shown. However, the type of device is not limited to this, and the present invention can be applied to a modulator or the like. The present invention can also be applied to the fabrication of a short wavelength band semiconductor laser on a substrate. The mesa structure may be formed by wet etching using a liquid in addition to the structure shown in this embodiment. Further, the method of infiltrating As is not limited to the present embodiment,
A instead of PH 3 gas, for example when 600 ° C. MadeNoboru temperature
The sH 3 gas may be allowed to flow and permeate. Alternatively, by supplying only the PH 3 gas at a high concentration instead of the mixed gas, a P penetration region may be formed to suppress the interdiffusion. The elements targeted for diffusion suppression are Zn and Fe, and B
e (beryllium) or Se (selenium) may be used. The method of this embodiment can be applied not only to the production of a single element but also to the production of an integrated element, and can also be applied to embedding a circular mesa.
【0021】(実施例2)本発明の他の一実施例を図5
及び図6を用いてInP系半導体レーザ作製の場合につ
いて説明する。(Embodiment 2) Another embodiment of the present invention is shown in FIG.
A case of manufacturing an InP-based semiconductor laser will be described with reference to FIGS.
【0022】p型InP基板12上にMOVPE法によ
り、p−InP層12a(厚さ0.3μm),アンドープ
多重量子井戸(MQW)活性層22,n−InP層32
(厚さ1.5μm),n+ −InGaAsP層42(厚
さ0.2μm)を成長した(図5(a))。成長温度は全
て600℃とした。MQW活性層22は、InGaAs
P井戸層(厚さ40nm,発光波長1.35μm)5層
を、InGaAsP障壁層(厚さ100nm,発光波長
1.15μm)6層でサンドイッチしたものである。成長
終了後、表面全面にSiO2 ストライプ92(厚さ0.5
μm,幅1.0μm)を形成する(図5(b))。このス
トライプをマスクにして、成長層を深さ約2μmまでエ
ッチングし、メサストライプ構造を作製する(図6
(a))。エッチングは実施例1と同様、ドライエッチ
ングにて行った。The p-InP layer 12a (thickness: 0.3 μm), the undoped multiple quantum well (MQW) active layer 22, and the n-InP layer 32 are formed on the p-type InP substrate 12 by MOVPE.
(A thickness of 1.5 μm) and an n + -InGaAsP layer 42 (a thickness of 0.2 μm) were grown (FIG. 5A). The growth temperatures were all set at 600 ° C. The MQW active layer 22 is made of InGaAs
A P-well layer (thickness: 40 nm, emission wavelength: 1.35 μm) is sandwiched by six InGaAsP barrier layers (thickness: 100 nm, emission wavelength: 1.15 μm). After the growth is completed, an SiO 2 stripe 92 (thickness 0.5) is formed on the entire surface.
.mu.m, width 1.0 .mu.m) (FIG. 5B). Using this stripe as a mask, the growth layer is etched to a depth of about 2 μm to form a mesa stripe structure (FIG. 6).
(A)). The etching was performed by dry etching as in Example 1.
【0023】その後、実施例1と同様にメサストライプ
表面を洗浄してMOVPE炉内に搬入し、600℃にて
AsH3(90%)+PH3(10%)混合ガスを供給し
てAs浸透領域62を形成する。引き続き、実施例1と
同様にFeドープ半絶縁性InP電流阻止層52(成長
厚さ2.0μm)を成長した(図6(b))。成長終了
後、SiO2 ストライプ92をフッ酸希釈液で除去し、
n+ −InGaAsP層42上にn型電極(不図示)を
形成し、p型InP基板12を研磨により薄くした後そ
の裏面にn型電極(不図示)を形成し、分割・劈開して
発光波長約1.3μmの長波長帯半導体レーザを作製し
た。Thereafter, the surface of the mesa stripe was cleaned and carried into the MOVPE furnace in the same manner as in Example 1, and a mixed gas of AsH 3 (90%) + PH 3 (10%) was supplied at 600 ° C. 62 is formed. Subsequently, a Fe-doped semi-insulating InP current blocking layer 52 (growth thickness: 2.0 μm) was grown in the same manner as in Example 1 (FIG. 6B). After the growth is completed, the SiO 2 stripes 92 are removed with a hydrofluoric acid diluent,
An n-type electrode (not shown) is formed on the n + -InGaAsP layer 42, and the p-type InP substrate 12 is thinned by polishing, and then an n-type electrode (not shown) is formed on the back surface of the substrate 12. A long wavelength semiconductor laser having a wavelength of about 1.3 μm was manufactured.
【0024】本実施例においては、As浸透領域62は
p型InP基板12及びp−InP層12a中のZnと
InP電流阻止層52中のFeとの相互拡散の抑制に効
果的となる。従って、実施例1と同様に、レーザ特性が
従来より改善される効果が得られる。In the present embodiment, the As-penetrated region 62 is effective for suppressing the mutual diffusion between Zn in the p-type InP substrate 12 and the p-InP layer 12a and Fe in the InP current blocking layer 52. Therefore, similarly to the first embodiment, the effect of improving the laser characteristics as compared with the related art can be obtained.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって半
導体中の不純物の意図せざる拡散を簡易な方法で抑制す
ることができる。従って、半導体素子の特性を従来より
改善することができる。As described above, the present invention can suppress unintended diffusion of impurities in a semiconductor by a simple method. Therefore, the characteristics of the semiconductor device can be improved as compared with the related art.
【図1】本発明の半導体装置の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention.
【図2】従来の半導体装置の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.
【図3】本発明の一実施例を示す半導体装置の製造工程
を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の一実施例を示す半導体装置の製造
工程を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing step of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
【図5】本発明の他の一実施例を示す半導体装置の製造
工程を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing step of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
【図6】本発明の他の一実施例を示す半導体装置の製造
工程を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing a manufacturing step of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
1,11…n型InP基板、2…アンドープ活性層、3
…p−InPクラッド層、5…Feドープ半絶縁性In
P層、6,61,62…As浸透領域、10…半導体基
板、11a…n−InP層、12…p型InP基板、1
2a…p−InP層、20…活性層、21,22…アン
ドープ多重量子井戸(MQW)活性層、30…クラッド
層、31…p−InP層、32…n−InP層、41…
p+ −InGaAs層、42…n+ −InGaAsP
層、50…半導体層、51,52…Feドープ半絶縁性
InP電流阻止層、91,92…SiO2 ストライプ。1, 11 ... n-type InP substrate, 2 ... undoped active layer, 3
... p-InP cladding layer, 5 ... Fe-doped semi-insulating In
P layer, 6, 61, 62 ... As penetration region, 10 ... semiconductor substrate, 11a ... n-InP layer, 12 ... p-type InP substrate, 1
2a p-InP layer, 20 active layer, 21, 22 undoped multiple quantum well (MQW) active layer, 30 cladding layer, 31 p-InP layer, 32 n-InP layer, 41
p + -InGaAs layer, 42... n + -InGaAsP
Layers, 50: semiconductor layers, 51, 52: Fe-doped semi-insulating InP current blocking layers, 91, 92: SiO 2 stripes.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 朋信 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 魚見 和久 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tomonobu Tsuchiya 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. Inside the Central Research Laboratory
Claims (12)
板を準備する工程と、前記半導体基板上にIII−V 族化
合物半導体よりなる半導体層が結晶成長された半導体基
体を形成する工程と、前記半導体基体の表面に段差を形
成する工程と、前記半導体基体をV族元素を主成分とす
るガス雰囲気中に配置して前記半導体基体の表面に前記
V族元素が浸透した領域を形成する工程と、前記半導体
基体の表面にIII−V族化合物半導体よりなる半導体層
を結晶成長させる工程とを含む半導体装置の製造方法。A step of preparing a semiconductor substrate made of a group III-V compound semiconductor; a step of forming a semiconductor base on which a semiconductor layer made of a group III-V compound semiconductor is crystal-grown on the semiconductor substrate; Forming a step on the surface of the semiconductor substrate; and arranging the semiconductor substrate in a gas atmosphere containing a group V element as a main component to form a region where the group V element permeates the surface of the semiconductor substrate. Crystal growing a semiconductor layer made of a group III-V compound semiconductor on the surface of the semiconductor substrate.
記半導体基板はn型の導電性を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor substrate has n-type conductivity.
記半導体基板はp型の導電性を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor substrate has p-type conductivity.
いて、前記V族元素はAs(砒素)であることを特徴と
する半導体装置の製造方法。4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said group V element is As (arsenic).
いて、前記V族元素はP(リン)であることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said group V element is P (phosphorus).
いて、前記半導体基板はInP基板であることを特徴と
する半導体装置の製造方法。6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor substrate is an InP substrate.
いて、前記V族元が浸透した領域を形成した後に形成す
る半導体層はFe(鉄)がドーピングされた高抵抗のI
nP層であることを特徴とする半導体装置の製造方法。7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer formed after forming the region into which the group V element has penetrated is formed of a high-resistance I-doped with Fe (iron).
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method is an nP layer.
造方法において、前記半導体基体の表面に前記V族元素
が浸透した領域を形成する工程と前記半導体基体の表面
にIII−V 族化合物半導体層を結晶成長させる工程は、
一つの成長装置内で引き続いて行われることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a step of forming a region in which the group V element has penetrated into the surface of the semiconductor substrate, and a group III-V compound formed on the surface of the semiconductor substrate. The step of crystal growing the semiconductor layer includes:
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method is performed successively in one growth apparatus.
おいて、前記半導体基体の表面に前記V族元素が浸透し
た領域を形成する工程は、前記半導体基体を後に形成す
るIII−V 族化合物半導体層を結晶成長させる温度付近
の温度に加熱しながらV族元素を主成分とするガス雰囲
気中に配置することによりなることを特徴とする半導体
装置の製造方法。9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the step of forming a region in which the group V element has penetrated into the surface of the semiconductor substrate includes the step of forming the semiconductor substrate later. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: placing a semiconductor layer in a gas atmosphere containing a group V element as a main component while heating the semiconductor layer to a temperature near a temperature at which crystal growth occurs.
半導体レーザ素子であることを特徴とする半導体装置の
製造方法。10. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor device is a semiconductor laser device.
半集積化素子であることを特徴とする半導体装置の製造
方法。11. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor device is a semi-integrated element.
半導体装置の製造方法により作製されたことを特徴とす
る半導体装置。12. A semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9999397A JPH10294526A (en) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9999397A JPH10294526A (en) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10294526A true JPH10294526A (en) | 1998-11-04 |
Family
ID=14262170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9999397A Pending JPH10294526A (en) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10294526A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009135333A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| JP2018006590A (en) * | 2016-07-04 | 2018-01-11 | 日本電信電話株式会社 | Optical semiconductor element |
-
1997
- 1997-04-17 JP JP9999397A patent/JPH10294526A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009135333A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| JP2018006590A (en) * | 2016-07-04 | 2018-01-11 | 日本電信電話株式会社 | Optical semiconductor element |
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